电视和从您的计算机汽车，火车，医疗设备，能源等放大

半导体是指半导体，被描述为位于导电良好的导体和不导电的绝缘体之间的半导体。现在它已经作为一个词获得了公民身份，连字符已被删除。半导体这个词最初是指一种材料，但现在半导体这个词还包括IC（集成电路）芯片的含义。 IC 是一种硅晶体，其中刻有电子电路，形成无数晶体管。这些电子电路可以转化为所有类型的设备，包括计算器、便携式游戏机、电视、数字音乐播放器、数码相机和智能手机。在这里，我们将了解半导体如何成为我们生活中熟悉的一部分（图 1）。

[图1]半导体行业的特点之一就是不断扩张
资料来源：津田贤治，“如果你不知道，那很危险！半导体，不要放弃这个不断发展的行业”日刊工业新闻社出版

不可见电流产生高功能

毫不夸张地说，我们周围的所有电子设备（装置）都是由半导体制成的。有一次，我在大学演讲时，问工商管理学院的学生：“你们觉得电子和半导体是什么？”很多学生的回答是“与我无关，我也不太懂。”半导体电子是看不见的。至少当你看到上面有半导体和电子元件的印刷电路板时，人眼无法看到它是如何工作的。电压和电流只能使用测量仪器来确定。电子可以说是一门很难看到的技术。这可能就是为什么有这么多回复说，“这是我不太明白的事情。”但是，当我们在讲座结束后收到调查问卷的评论时，许多人说，“这是我第一次了解到半导体被如此紧密地使用。”

半导体无疑丰富了我们的生活。平板液晶显示屏已在手机、智能手机、音乐播放器甚至电视中变得司空见惯，改变了我们的生活。电视从阴极射线管变成了液晶显示器，音乐设备从唱片变成了CD和数字音乐播放器。这一实现背后的驱动力是半导体。

平板电脑的性能相当于老式超级计算机

如果没有半导体，个人电脑和平板电脑就不可能出现。过去，计算机安装在宽敞的房间里。它不是个人可以携带的机器。而且，他的能力还非常强大。据说现代智能手机具有与四年前的计算机相同的功能。^{参考资料1}还有证据表明，iPad 2 的性能为 4GFlops/W，与 1985 年的超级计算机 Cray-2 相同。^{参考资料2}。

此外，数码相机的精度和性能已经超过了传统胶片相机。即使是市售的无反光镜数码相机也具有超过 3000 万像素的高分辨率相机。即使是非无反光镜的紧凑型相机也具有 1600 万像素，并配备 12 倍和 14 倍光学变焦，即使是业余爱好者也可以在各种情况下拍照，包括阳光、逆光和夜间。您还可以在以左右立体声录制的同时拍摄视频。最重要的是，它配备了胶片相机无法实现的功能，例如能够快速删除因拍摄失败而不喜欢的照片（图 2）。而且，3万到4万日元就可以买到。半导体提供多种功能，例如颜色处理、快门、传感器、记录和变焦调整。

[图2]一款价格便宜但比单反胶片相机功能更多的数码相机

当电视变得更薄、更轻时，您可以在家中的每个房间放置一台，而不会妨碍电视。它也可以用作室内装饰工具。事实上，从模拟电视时代起就开始使用半导体。很久以前，阴极射线管电视就已经使用了晶体管和IC，但显示器使用的是真空管，因此它们是盒子形状的。然而，随着半导体的发展，液晶显示器成为可能，平板电视也随之诞生。如今，有了数字广播，电路规模就和计算机一样了，没有半导体就不可能制造电视了。

无处不在的时代终于开始了

手机已经能够识别个人身份，并成为人们见面时不可或缺的工具。如果没有半导体集成电路，就不可能有可放入胸前口袋或裤袋中的手机。这包括电子邮件地址簿、电话簿、日历和其他功能，以及电视和相机等功能，所有这些功能都是由半导体执行的。

此外，iPhone 于 2007 年推出，“智能手机”一词由此诞生。尽管智能手机是从移动电话发展而来的，但现在将其视为较小版本的计算机更为合适。这是因为您可以通过下载该应用程序并将其安装在智能手机上来添加各种功能。可以说，它就像个人电脑一样，可以安装各种应用软件并添加功能。

事实上，直到智能手机问世，我们才进入了一个真正可以“随时随地”与计算机进行交流的时代。“无处不在”这个词，即随时随地连接到互联网的能力，已经被谈论了十多年，但在智能手机出现之前，计算机必须坐在某个地方才能操作。另一方面，智能手机已成为第一批无处不在的设备，让人们可以随时随地连接互联网，查看 YouTube、电子邮件和浏览器，甚至在走路或背着包时，只要有一只手即可。事实上，走路时使用智能手机已经变得如此普遍，以至于已经成为一个社会问题。我们现在正处于无所不在的时代。半导体采购量最大的公司是三星，其次是苹果（图 3）。过去大量采购半导体的企业是惠普、戴尔等电脑制造商。

[图3]2013年半导体采购金额排名智能手机制造商是主流半导体买家
资料来源：Kenji Tsuda 根据 Gartner 新闻稿绘制

毫不夸张地说，现在已经普及的Suica和Pasmo等IC卡只能通过半导体来发挥作用。卡内的电子电路通过接收无线电信号而被激活，并立即收取费用。它不仅仅具有门票的功能。您还可以支付购物和餐饮费用。它取代了金钱。执行此功能的电子电路只不过是半导体IC。

通过用半导体代替机器来实现高功能

让我们看更多示例。汽车曾经是由齿轮、轴承、轴承和皮带等机械部件组合提供动力的机器。然而，机械零件总是会受到磨损和损坏。除非暴露在超过 175 摄氏度的高温下，否则半导体硅不会降解。因此，近年来汽车发生了变革，尽可能消除机械部件。例如，线控转向功能中，方向盘和车轮不是直接连接的。传感器检测方向盘的旋转，电机根据传感器信号改变方向盘的方向。它无需使用齿轮组合即可控制车身。它还具有机器无法实现的先进功能。截至2007年，据说电子元件占小型汽车单车价格的10-15%，豪华汽车占20-30%，混合动力汽车占50%。未来这个比例很可能会增加，半导体现在对于汽车来说是不可或缺的。

在我们不知情的情况下，我们用一个按钮打开和关闭车窗，用钥匙按钮锁上车门。汽车导航系统是装有半导体芯片的专用计算机。由于半导体能够在最佳时间精确控制汽油的点火和燃烧，燃油效率逐年提高。此外，半导体还控制悬架，即使突然踩刹车，也能防止车辆向前倾斜。豪华汽车在夜间转弯时使用控制来改变前灯的方向。这也是半导体。

自由控制电机转动，节省能源

冰箱和空调也含有半导体。借助半导体，我们可以自由改变电机的旋转。逆变器是一种可以改变电机转速的装置，其内部的半导体负责其运行。在半导体出现之前的时代，电机只能保持运转或停止。

如果可以自由、连续地改变电机的转速，就可以节省能源。现代空调据说电费更低，但秘密就在于逆变器。例如，在炎热的夏季，您可以加快驱动压缩机的电机旋转以增强冷却，而在夜间，减慢旋转速度以减弱冷却，这将减少您的电费。如果在关闭空调的房间里快速降温，除非空调长时间全速运行，否则房间不会凉爽，从而增加电费。事实上，保持变频空调运行会消耗更少的电量。这个想法类似于“经济速度”，即以 50 至 60 公里/小时的速度驾驶汽车。正如汽车突然启动或加速会消耗大量汽油一样，反复打开和关闭空调也会消耗更多电力。通过惯性移动消耗更少的能量。

半导体也应用于火车上，用于控制启动、加速、减速等一系列操作。当制动时，电动机的电源断开并用作发电机，将电力返回到架空电线。这是一种称为再生制动的机制。控制电机和发电机的半导体称为功率半导体。

半导体的持续扩张

半导体如何丰富我们的生活的例子不胜枚举。这不仅仅是个人生活。半导体控制技术广泛应用于办公室、工厂和工作场所。它将继续扩大。下一次，为什么半导体会进入日常生活呢？让我们仔细看看半导体技术，看看它未来将如何扩展。

作家

津田健二（津田健二）

国际科技记者、科技分析师

目前是英语和日语的自由科技记者。
利用我在半导体行业 30 多年的经验，我在博客上介绍了这一点 (newsandchipscom）和分析文章，他向半导体行业提出了各种建议。半导体门户在担任主编的同时，他还是 MyNavi 新闻系列“汽车电子”的专栏作家。

从事半导体器件的开发工作后，成为 Nikkei McGraw-Hill（现为 Nikkei BP）的 Nikkei Electronics 记者。此后，他陆续出版了《Nikkei Microdevices》、英文杂志《Nikkei Electronics Asia》、《Electronic Business Japan》、《Design News Japan》、《Semiconductor International Japan Edition》。 2007年6月独立成为一名自由国际科技记者。他的著作包括《半导体大趋势2014-2023》（由日经BP社出版）、《如果你不知道就危险了！》半导体，不要放弃这个正在成长的产业》、《欧洲无晶圆厂半导体产业的真相》（均由日刊工业新闻社出版）、《2011年绿色半导体技术与新业务的最新趋势》（由Impress出版）等。

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